LEYES DE LA FRICCION SECA. COEFICIENTES

8.2. LEYES DE LA FRICCION SECA. COEFICIENTES

DE FRICCION

Las leyes de la friccion seca se pueden ejemplificar mediante el siguiente experimento. Un bloque de peso W se coloca sobre una superficie horizontal plana (figura 8.1a). Las fuerzas que actuan sobre el bloque son su peso W y la reaccion de la superficie. Como el peso no tiene una componente horizontal, la reaccion de la superficie tampoco la tiene; por tanto, la reaccion es normal a la superficie y esta representada por N en la figura 8.1a. Ahora, suponga que se aplica sobre el bloque una fuerza horizontal P (figura 8.1.).

 Si P es pequena, el bloque no se movera; por tanto, debe existir alguna otra fuerza horizontal que equilibre a P. Esta otra fuerza es la fuerza de friccion estatica F, la cual es en realidad la resultante de diversas fuerzas que actuan sobre toda la superficie de contacto entre el bloque y el plano. No se conoce con exactitud la naturaleza de estas fuerzas, pero generalmente se supone que las mismas se deben a irregularidades de las superficies en contacto y, en cierta medida, a la atraccion molecular.

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414 Si se incrementa la fuerza P, tambien se incrementa la fuerza de friccion F, la cual continua oponiendose a P hasta que su magnitud alcanza un cierto valor maximo Fm (figura 8.1c)

 Si P se incrementa aun mas, la fuerza de friccion ya no la puede equilibrar y el bloque comienza a deslizarse.1 En cuanto empieza a moverse el bloque, la magnitud de F disminuye de Fm a un valor menor F*. Lo anterior se debe a que existe una menor interpenetracion entre las irregularidades de las

superficies en contacto cuando dichas superficies se mueven una con respecto a la otra. A partir del momento en que el bloque empieza a moverse, este continua deslizandose con una velocidad que va aumentando mientras que la fuerza de friccion, representada por F* y denominada

fuerza de friccion cinetica, permanece constante.

La evidencia experimental muestra que el maximo valor Fm de la fuerza de friccion estatica es proporcional a la componente normal N de la reaccion de la superficie. Asi, se tiene que:

 Fm = IAvtt (8.1)

donde /x4. es una constante llamada coeficiente de friccion estatica. De forma similar, la magnitud Fk de la fuerza de friccion cinetica puede expresarse de la siguiente forma: (8.2) donde es una constante denominada coeficiente de friccion cinetica.

Los coeficientes de friccion !j.s y /x* no dependen del area de las superficies en contacto, sino que dependen en gran medida de la naturaleza de las superficies en contacto. Como dichos coeficientes

tambien dependen de la condicion exacta de las superficies, sus valores casi nunca se conocen con una precision mayor a 5 por ciento.

 En la tabla 8.1 se presentan valores aproximados de los coeficientes de

friccion estatica para distintas superficies secas. Los valores correspondientes de friccion cinetica son alrededor de 25 por ciento menores. Como los coeficientes de friccion son cantidades adimensionales, los

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